PI-RADS V2评分联合DTI定量参数对前列腺移行带良恶性结节的诊断价值

杜舒曼，张 林

（石河子大学医学院第一附属医院，新疆石河子 832000）

0 引言

前列腺癌是男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤，其发病率和死亡率在我国呈逐年上升的趋势[1]，严重威胁中老年男性的健康。临床上25%～30%的前列腺癌发生于移行带，而移行带是良性前列腺增生的主要发生部位，使得准确检出移行带前列腺癌成为临床与影像诊断的一大难点[2-3]。2014年公布的第二版前列腺影像报告和数据系统（PI-RADS V2）是目前全球公认的前列腺MRI检查和诊断指南[4]，具有良好的诊断性能。近年来，MRI功能成像技术逐渐涌现，其中扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）技术在前列腺癌与前列腺增生方面的研究逐步增多，而针对移行带前列腺癌的研究尚少。本文旨在探讨PI-RADS V2评分、DTI定量参数及两者联合应用对移行带良恶性结节的诊断价值，以期为临床提供无创且诊断效能更高的前列腺癌检查方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2016年1月至2017年12月来本院进行前列腺MRI扫描的患者资料。纳入标准：（1）接受前列腺多参数 MRI（multi-parametric MRI，MPMRI）和DTI扫描且病灶位于移行带；（2）如果穿刺活检在MRI检查前进行，则至少要在穿刺活检6周后方可行前列腺MRI扫描；（3）前列腺检查前均未进行内分泌、放射及手术治疗。排除标准：（1）未经超声引导下穿刺或手术病理证实的患者；（2）图像质量差，影响分析判断。

共有55例患者纳入研究，根据结节穿刺病理结果分成前列腺癌组和前列腺增生组。其中前列腺癌组23例（24个病灶），年龄 55～88岁，平均（75.7±7.1）岁；前列腺增生组32例（37个病灶），年龄58～89岁，平均（72.2±6.9）岁。所有患者行前列腺MRI扫描前均签署知情同意书。

1.2 MRI扫描参数

采用GE 750MR 3.0T扫描仪及8通道体部专用相控阵线圈。

T2WI检查：采用快速自旋回波序列（turbo spin echo，TSE），重复时间（repetition time，TR）1270ms，回波时间（echotime，TE）65ms，层厚 3.0mm，间距 0，视野（field of view，FOV）400 mm×400 mm，矩阵 384×384。

扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）检查：采用平面回波成像（echo planar imaging，EPI），b值采用 0 和 1 000 s/mm2，TR 3 600 ms，TE 58 ms，层厚4.0mm，间距 0，FOV 400 mm×400 mm，矩阵 128×160。

DTI检查：采用自旋-平面回波成像（spin echoecho planar imaging，SE-EPI），b 值为 800 s/mm2，TR 4 600 ms，TE 89 ms，层厚 3 mm，间距 0，FOV 250 mm×250 mm，矩阵256×256，扩散敏感梯度方向数量为25，激励次数为2。

1.3 图像分析

在影像归档和通信系统（picture archiving and communication systems，PACS）工作站上由 2位医师（分别具有2、8 a泌尿生殖MRI诊断经验）采用盲法共同阅片，意见不同时经协商达成一致。

将DTI原始数据传至GEAW4.6工作站经Functool MADC软件进行后处理，测量各个结节灶的表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）和各向异性分数（fractional anisotropy，FA）。再由上述2位医师依据T2WI图像上的异常信号灶及病理检查结果对应异常信号灶提示，选取病灶的最大层面描绘感兴趣区，范围尽量包括整个病灶，但不超过病灶边缘，同时避开尿道、钙化、囊变坏死灶等，每个病灶重复测量3次后，取其平均值作为最终的FA值和ADC值。

1.4 评分标准

前列腺移行带PI-RADS V2评分标准：（1）1分：均匀中等信号强度（正常）；（2）2分：局限性低信号或不均匀有包膜的结节（前列腺增生）；（3）3分：边缘模糊，信号强度不均匀，包括其他不符合2、4或5分标准者（良恶性不确定）；（4）4分：呈透镜状或边界不清，均匀中度低信号，最大径＜1.5 cm（可能是前列腺癌）；（5）5分：影像表现同4分，但最大径≥1.5 cm，或有明确向前列腺外延伸或侵犯（很可能是前列腺癌）。移行带病灶以T2WI检查评分为主，当T2WI检查评分为1、2、4、5分时，即为最终评分。当T2WI检查评分为3分时，再结合DWI检查所得评分进行综合判定：当DWI检查评分小于或等于4分时，最终评分仍为3分；当DWI检查评分为5分时，最终评分则为4分[4]。

1.5 观察指标

观察PI-RADS V2评分及DTI定量参数ADC值、FA值，并对照病理，确定良恶性结节鉴别诊断的阈值大小。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0和MedCalc15.2.2统计软件进行数据处理。对DTI定量参数ADC值、FA值及PIRADS V2评分结果进行独立样本t检验。通过ROC（receiver operating characteristic）曲线分析PI-RADS V2评分和DTI定量参数单独及联合诊断前列腺癌的效能，并采用Z检验比较二者单独及联合诊断的曲线下面积（area under curve，AUC）。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者的影像特征及PI-RADS V2评分

恶性结节在T2WI及ADC图像上通常表现为较均匀的低信号。而良性结节在T2WI及ADC图像上大多呈高信号，部分呈等或低信号。结节最大径为23 mm，最小径为9 mm。典型病例图像如图1、2所示。前列腺癌组的PI-RADS V2评分高于前列腺增生组，以 4、5 分居多，二者差异有统计学意义（P＜0.05），详见表1。以4分为诊断阈值时，和病理结果对照，有6例漏诊，4例误诊，正确检出51例。

图1 前列腺癌患者的MRI图像

2.2 DTI定量参数比较

前列腺癌组与前列腺增生组的ADC值及FA值比较差异均有统计学意义（P<0.05），详见表2。

图2 前列腺增生患者的MRI图像

表1 2组患者的病理结果与PI-RADS V2评分结果对照（病灶数）个

表2 2组患者的DTI参数及PI-RADS V2评分结果

2.3 PI-RADS V2评分、DTI定量参数及二者联合的诊断价值比较

PI-RADSV2评分联合DTI定量参数诊断的AUC值与单独DTI定量参数诊断的AUC值比较，差异有统计学意义（Z=2.055，P<0.05）；PI-RADS V2 评分联合DTI定量参数诊断的AUC值与单独PI-RADS V2评分诊断的AUC值比较，差异亦有统计学意义（Z=2.582，P<0.05）；PI-RADS V2 评分诊断与 DTI定量参数诊断比较，差异无统计学意义（Z=0.660，P>0.05）。DTI定量参数诊断的敏感度较高，但特异度偏低。PIRADSV2评分诊断的特异度较高，敏感度欠佳。PIRADS V2评分联合DTI定量参数诊断效果最佳（AUC=0.974），且特异度中等，敏感度最高。详见表3及图3。

表3 PI-RADS V2评分、DTI定量参数及二者联合在移行带前列腺癌中的诊断价值

图3 PI-RADSV2评分、DTI定量参数诊断及二者联合诊断移行带前列腺癌与前列腺增生的ROC曲线

3 讨论

前列腺癌在移行带的发生率虽然较低，但其病灶位置相对隐匿，在直肠指诊中不易触及，故经直肠超声引导下穿刺活检时漏诊率相对较高[5]。但 Akin 等[6]研究发现，发生在前列腺移行带的肿瘤灶更易局限不易外侵，因此早期无创地诊断前列腺病灶的良恶性，为临床穿刺活检及治疗方案的选择提供参考至关重要。

3.1 基于MP-MRI的PI-RADS V2评分对移行带前列腺癌的诊断价值

MRI是目前公认最佳的前列腺癌影像学诊断方法[7]，前列腺MP-MRI目前主要用于肿瘤的定位诊断、良恶性分级、监测及生化复发的评估，并可以用于引导穿刺活检和指导临床治疗。最新发布的PIRADS V2是在第一版前列腺影像报告和数据系统（PI-RADS V1）临床实践的基础上的补充完善，不仅简化了评分系统，依据病灶位置进行分区评分，更突出了T2WI序列在移行带前列腺癌诊断中的权重，提升了PI-RADS V2评分系统的诊断效能[8]。前列腺移行带常并发前列腺增生、前列腺炎或其他良性病变，而增生结节组织成分不同时在T2WI上信号常不均一。以基质增生为主的结节甚至可表现为DWI明显高信号，因此评分跨越范围广，使得T2WI及DWI作为移行带前列腺癌诊断的主要序列时仍存在一定的灰区。Polanec等[9]研究发现，以PI-RADS V2评分诊断移行带前列腺癌时的AUC值为0.81～0.84，且特异度较敏感度稍低，本研究结果与此相仿。Zhang等[10]对13篇与PI-RADS V2评分相关文献的Meta分析显示，PI-RADS V2评分对前列腺癌患者的诊断准确度及敏感度较高，而特异度中等，可能与该研究纳入外周带病灶有关。王希明等[8]研究发现，以4分为诊断界值时，PI-RADS V2评分对前列腺癌诊断的敏感度及特异度分别为75.0%、90.2%，本研究结果（敏感度75.0%、特异度89.2%）与之相似。Xu等[11]的研究中回顾性分析了528例穿刺活检患者，发现以3分为临界值时，评分为1～2分的患者92.8%将避免活检，该研究结果的特异度较本研究高，考虑这种差异一方面可能由于抽样误差、设备及参数不同，另一方面由于他们研究中样本量较大，以及仅以前列腺特异抗原（PSA）灰区的患者为研究对象有关。总之，PI-RADS V2评分可排除大部分良性病变，避免不必要的穿刺活检，是一种较好的半定量方法。

3.2 DTI定量参数对移行带前列腺癌的诊断价值

DTI是在DWI的基础上发展而来的新型功能成像技术，通过对水分子扩散轨迹的描述及其扩散运动速度和各向异性的测量，更有效地推测病灶内部微观结构的细微变化。ADC值反映活体组织内部水分子的扩散状态。本研究结果发现前列腺癌组的ADC值低于前列腺增生组。这是因为前列腺癌组织细胞恶性增殖，较周围正常组织排列紊乱紧密，同时可有纤维间质增生，细胞外间隙明显变小，水分子扩散受限，故ADC图像表现为低信号。前列腺增生结节以腺体增生为主时，组织结构排列疏松，细胞间隙增宽，水分子扩散较正常组织更为活跃，部分以基质增生为主时水分子运动稍受限，但与肿瘤组织水分子受限程度仍有显著差异[11]。

Tian等[12]采用3.0T MRI对50例前列腺癌患者的研究表明，随着前列腺癌恶性程度升高，ADC值逐渐降低，而FA值逐渐增高。FA值是反映组织内水分子各向异性成分占整体扩散运动的比例，FA值越大，表明该组织结构的扩散异性越大。本研究显示前列腺癌组的FA值明显较前列腺增生组的高，可能是前列腺癌组移行带异型细胞增多，细胞核增大，堆积的恶性上皮细胞取代了正常的腺泡和导管所致，与Park等[13]和Li等[14]关于前列腺癌组的研究结果一致。目前关于前列腺癌FA值变化的研究较少且尚不统一，较正常或良性前列腺组织来说，其可高[13-14]、可低[15]或无显著差异[16]，不同研究结果不一，考虑可能与前列腺癌组织内微观结构成分差异较大、设备参数不一、测量主观误差、磁场不均匀性对图像信号强度的影响、样本量、病理来源及良恶性分级不同有关。

3.3 PI-RADS V2评分、DTI定量参数及二者联合对前列腺癌的诊断价值比较

PI-RADS V2评分以4分为阈值，出现6例2～3分病灶，经病理证实为前列腺癌，漏诊率达25%，表现为T2WI呈局限性或模糊低信号灶，信号强度欠均匀，使得定性诊断困难，敏感度随之下降。PI-RADS V2评分与DTI定量参数联合诊断时取最佳阈值0.78，可将PI-RADS V2评分漏诊的6例前列腺癌中的4例正确检出。Jordan等[17]研究发现，PI-RADS V2评分与ADC值联合应用可以提高PI-RADS V2评分为4分的前列腺病灶的检出率。本研究将PI-RADS V2评分与DTI定量参数联合应用，使二者优势互补，较单独应用PI-RADS V2评分或DTI定量参数，明显提高了对前列腺癌的诊断效能（AUC值为0.974），且诊断敏感度及特异度兼顾（分别为95.8%和86.5%），即在提高临床前列腺癌高检出率的同时，尽可能降低了患者不必要的穿刺活检。

本研究也存在一定的局限性：（1）本研究是单一机构的回顾性分析，结果可能需要多中心、大样本和前瞻性设计研究进一步验证。（2）病理结果大多是由穿刺活检获得，由于根治性前列腺切除具有人群偏向性，而穿刺活检不易受基线风险分层的影响，穿刺点与MRI图像上异常信号灶的一一匹配尚待验证，且对细小及隐匿部位病灶不易检出，有待采用MPMRI与经超声融合穿刺、磁共振波谱分析[18]等技术进一步研究。（3）未对不同级别前列腺癌进行分级比较及不同观察者间评分一致性检验。

综上所述，PI-RADS V2评分联合DTI定量参数对移行带前列腺癌和前列腺增生的诊断效能优于单一诊断，明显提高了诊断敏感度，为临床无创诊断及前列腺活检提供了依据。